越南达高电站厂内排水系统设计.pdf

越南达高电站厂 内排水系统设计 游晓舟 ( 福建省水利水电勘测设计研 究院，福建 福 州3 5 0 0 0 1 ) 摘要：该文介绍越南达 高电站厂 内排水系统的设计 ，总结 中越双方 电站排水 系统设计 的不 同之 处，为今后在越南开展类似工程的设计提供参考。 关键词 ：渗漏排水 系统 ；检修排水系统 ；越 南达 高电站 中图分类号： T V 7 3 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 2— 3 0 1 1 ( 2 0 1 4 ) 0 2— 0 0 5 1— 0 3 1 工程概况 越南达高 电站 ( T A C O H Y D R O P O WE R P R O - J E C T )位于越南北部山萝省 ，由越南北 明开发投资 股份 公 司 ( B a c Mi n h D e v e l o p m e n t I n v e s t m e n t J o i n t S t o c k C o m p a n y ，简称 S B M)投资建设 ，越南第一 电 力咨询股份公司 ( P o w e r E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g C o m — p a n y N o ． 1 ，简称 P E C C 1 )承担设计咨询及厂房所有 土建设计，福建南电股份有限公司机电设备总承包， 福建省水利水电勘测设计研究院 ( 以下简称省水 电 设计 院)机电各系统设计分包 。 达高电站总装机容量 21 5 MW，装设两 台立 轴混流式水轮发电机组 ，最大水头 1 8 5 ． 1 5 m，加权 平均水头 2 0 2 ． 4 m，额定水头 1 7 4 ． 0 1 m，最小水头 1 7 4 ． 0 1 m，机 组 额定 流量 9 ． 9 9 5 m ／ s ，额定 转 速 6 0 0 r ／rai n。 2 厂房设计背景 在技术合 同谈判及设计联络会议 中，省水 电设 计院设计人员对招标文件 中某些 系统 的组成、设备 布置及厂房尺寸等提 出不 同的看 法和建议 ，部分建 议涉及开挖及土建工作 的变化。越方告知引水 隧洞 开挖 、厂房开挖及基础设计工作 已近结束 ，要求在 招标文件表示的开挖条件下进行厂房设计优化。 达高电站厂房最终设计尺寸为：安装场高程 5 1 3 ． 1 0 m，长 1 3 ． 5 m，宽 1 5 ． 4 m；发 电机层 高程 5 0 5 ． 2 4 m，长 2 7 ． 1 m，宽 l 5 ． 4 m；水 轮机层 高程 4 9 8 ． 5 0 m，长 2 6 ． 1 m，宽 1 3 ． 4 m；蝶 阀 层 高 程 4 9 3 ． 8 0 m，在该层 的上下游侧、左右侧及两 台机组 收稿日期：2 0 1 4— 0 2— 0 8 间设有设备布置及检修廊道；水轮机尾水管底板高 程 4 9 2 ． 4 1 m；厂内桥机轨顶高程 5 2 2 ． 6 0 m。机组间 距 9 ． 6 m，电气副厂房布置在主厂房上游侧 ，宽 6 ． 0 m。厂房各层采用无梁板结构 ，安装场层底板厚 8 0 0 mm，其它各层底板厚 5 0 0 m m，隔墙多采用钢混结 构 ，方便管线埋设及设备布置。 3 厂内排水系统设计 厂内排水系统由渗漏排水系统和检修排水系统 组成。由于涉及厂房下部结构 ，该 系统设计方案是 整个设计过程中越双方沟通 、探讨最多的部分 ，实 际组成详见图 1 。 3 ． 1 渗 漏排 水 系统 越方招标设计在蝶 阀层上游侧廊道 的两 台机组 间布置一个长 3 m、宽 3 m、深 2 m的集水井 ，分隔 成两部分 ，分别供油水分离及废水排除使用 。对应 油水分离井设两台油水泵 ( 一台工作 ，一台备用 ) ， 将含油污水排至位 于厂外高程 5 1 3 ． 1 0 m的油槽 车。 油水泵流量 1 ． 8 m ／ h ，扬程 3 0 m，排水 管径 D N 2 5 mm。对应废水 井设两 台排水泵 ( 一 台工作 ，一 台 备用) ，将废水排至布置于厂外高程 5 1 3 ． 1 0 m 的油 水分离设备。排水泵流量 9 m ／ h ，扬程 3 3 m，排水 管径 D N 5 0 mm。经油水分离设备处理后的水 自流排 至下游 ，油 回收至油槽车。 根据国内设计规范及设计手册 ，渗漏集水井有 效容积按 3 0～ 6 0 m i n的来水量考虑 ，招标设计集水 井明显偏小。考虑现场开挖状况，设计将邻近的原 检修集水井部分容积并人渗漏排水系统集水井，尽 可能加大渗漏集水井容积。 为保证离心式废水排水泵能够自动控制，及时 5】 2 0 1 4年第 2期 排 至 油 处 理 装 置 排 至下 游 厂 厂 — 图 1 厂 内排水 系统 图 启动排水 ，排水泵应采用 自灌式充水方式 ，这就要 求出水管 口始终保持在液面以下。按照合 同，油水 分离设备将 由福建南 电股份有限公 司负责从 国内采 购 ，而国内同类 没备 的结构不能满足排水泵 自灌式 充水要求 。此外 ，在极端状态下 ，需要两 台排水泵 同时运行时 ，受制于设备水处理能力 ，厂 内排水量 将受到严重的制约 ，危及厂房安全。如果按大于两 台排水泵流量的水处理能力选购设备 ，势必增加设 备费用 。经与越方商讨以后 ，确定将废水井 中的水 直接排往下游尾水 ，利用高于排水管的尾水位对水 泵叶轮室进行 自灌充水 ，保证 叶轮室始终充满水 ， 水泵可随时投入运行 。 渗漏排水 系统实 际设计如下 ：机坑排水 、蜗壳 鼻端固定导 叶排水 、发 电机消 防水 等可能含油 污， 排人油水分离井 中；建筑物渗水 、各处管道 阀门漏 水 、辅助设备排污水、冷凝水 等排入废水井 中。油 水分离井长 2 m，宽 3 m，底 高程 4 9 1 ． 0 0 m，地面 高程 4 9 3 ． 8 0 m。废 水 井 长 3 m，宽 3 m，底 高 程 4 9 1 ． 0 0 m，地面高程 4 9 3 ． 8 0 m。对 应油水 分离井 设 两台油水泵 ( 一台工作，一台备用) ，将污油排至 油槽车。油水泵流量 3 m ／ h ，扬程 3 3 m，排水管径 D N 5 0 m m。对应废水 井设两 台排水泵 ( 一 台工作 ， 一 台备用 ) ，将废水 井中的水排往下游尾水 。排水 泵 流 量8 6 ． 6 m ／ h ，扬 程 2 4 m，排 水 管 径 DN1 2 5 mm。 渗漏排水系统运行利用油水分层原理 ，具体如 下 ：油水分离井设 置浮球式液位计 及油水信号 器 ， 5 2 根据水位信号及油的浓度信号控制油水泵运行。废 水井设置浮球式液位计 ，根据水位信号控制排水泵 运行 。油水分离井 与废水井 问通过两根 D N 1 5 0 m m 卜 形管相通。 卜 形管 的结构及 布置能保证油水分离 井中油水分层后底部废水排入废水井 ，并控制液面 污油层在一定的范围变动 ，便 于油浓度监测及油水 泵的抽排 。 液位开关从低水位到高水位按常规设置 ：停泵 水位 、启主用泵水位 、启备用泵水位并报警 。各个 集水井均设有液位变送控制器 ，采用 4—2 0 m A 电 流信号将集水井液位连续且实时传输给 电站主计算 机 ，对水 位进 行监测 并声 光报 警 ，确 保 电站安 全 运 行 。 3 ． 2检修排 水 系统 招标设计方案检修排水系统采用间接排水方式 ， 在蝶阀层两 台机 组间 的廊 道下布 置一个长 8 ． 4 m、 宽 2 ． 9 m、深 2 m 的检修集水井 ，检修排水 时，进 水阀后至尾水 闸门间的积水通过 D N1 5 0排水盘形阀 及管路排入检修集水井 ，再通过布置 于高层 4 9 3 ． 8 0 m的两台长轴深井泵排至下游 。检修集水井 中还设 有一台潜水泵 ，作事故应急泵。 考虑到本 电站机组安装高程较低 ( 4 9 6 ． 8 0 m) ， 尾水位相 对较 高 ( 按招标 文件提 供 ，最低尾水 位 5 0 0 ． 7 3 m) ，曾经建 议调整 机组检修 排水方案 ：在 尾水管底板高程与蝶 阀层高程相差 不大 的情况 下 ， 中小电站优先采用直排方式 ，即采用检修排水泵将 机组流道内的水直接排往下游尾水 ；或将长轴深井 泵电机布置于水轮机层 ，增加检修集水井 的高度及 容积 ，改善电机及配套 自动化元件 的工作环境 ，减 少设备故障率。更重要的是以上方案降低了尾水倒 灌水淹厂房的可能。但是越方更看重间接排水方案 的优点，即有利于尾水检修闸 门利用快速形成的尾 水背压减少渗漏水量 ，目前越南电站 的检修排水设 计多采用这种方式。针对长轴深井泵布置位置偏低 、 润滑水管上的电磁 阀易受潮损毁 、泵座密封需要加 强等问题，越方提出检修泵型改用潜水泵，将渗漏、 检修两个集水井通过装设单 向阀的管路连通 ，极端 情况下 ，检修排水泵可起到渗漏排水备用泵 的作用。 检修排水系统实际设计如下 ：检修排水采用集 水井间接排水 方式 ，检修集水井 长 6 ． 0 m、宽 2 ． 9 m、底高程 4 9 1 ． 0 0～ 4 8 9 ． 3 0 m。进水阀后至尾水 闸 门间的积水及上下游漏水通过 D N 3 0 0排水盘形 阀及 管路排人检修集水井 ( 按业主要求，管路出口设手 动闸阀) ，再通过布置于高层 4 9 1 ． 0 0 m的两台潜水 泵排至下游 。另在高层 4 8 9 ． 3 0 m设一 台排 污潜水 泵 ，也可做应急泵使用。潜 水泵扬程按最高尾水位 计算 ，检 修潜水 泵 Q=7 0 m ／ h ，H =2 2 m，n = 1 4 7 0 r ／ m i n，N=1 1 k W；排污潜水泵 Q= 2 0 m ／ h ， H= 2 5 m，n = 2 9 0 0 r ／ ra i n ，N= 4 k W。水泵安装采 用 自动耦合系统 ，泵沿导杆下滑到达底座 ，与出水 口自动耦合并密封可靠 。检修集水井顶板设密封盖 板 ，并设通气孔。 4 结语 达高电站设计联络过程 中，省水 电设计 院设计 人员曾多次提出希望 了解越南的有关设计规范，越 方仅先后提供数个 电站 的设计实例 ，在此基础上 ， 中越双方进行了深入交流 、探讨 。电站两 台机组 已 于 2 0 1 2年 1 O月先后J l ~ , N投产发电 ，各辅助设 备系 统运行正常。相较国内中小 电站厂内排水系统的设 计 ，越南达高电站的设计具有如下特点 ： ( 1 )利用机组 间的开挖空间布置渗漏或检修集 水井 ，减少混凝土 回填量。该布置方式可供 中小电 站根据工程具体情况借鉴 、完善 。 ( 2 )设置油水分离系统，减轻含油污水对环境 的影响。如不设该设施 ，电站将通不过越南环保 部 门的验收及定期检查。 目前 国内尚未强制 电站设 置 该设施 ，电站长期运行后 ，集水井 中液面聚集污油 层 ，一些 电站趁雨汛 期直排下游河 道，污染环境 。 含油污水的收集处理有待 国内规范及设计加 以适 当 考虑。 ( 3 )渗漏 、检修两个集水井通过装设单 向阀的 管路连通 ，渗漏集水井 的水可单 向进入检修集水井 ， 检修排水泵可起到渗漏排水备用泵的作用。这种 方 法 已应用 于越 南 的多个 电站 ，但 国内一般 不建议 采用。 作者简 介：游 晓舟 ( 1 9 6 8一) ，男，福建 福 州 人，高级工程师，从事水利水 电工程设计工作。 ( 上接第 3 7页)机组运行 ，另一台机组甩全负荷 ， 建议重新开机时 间为 3 0 0 S后 ；两 台机组 同时甩全 负荷 ，建议重新 开机时间为 4 0 0 S后。同时设计要 求机组调试时 ，应先设定较小调速器参数 ，以保证 第一次投运时的稳定运行。 6 结语 华安水 电站扩建工程于 2 0 1 3年 9月 3 0 E t 完成 7 2 h试运行 ，进入正常发电阶段。调压井断面优化 不仅节省投资 ，确保调压井施工期的安全 ，还为工 程顺利实施提供前提条件。 以上研 究表 明，当水 电站并 在大 网中运行时 ， 在充分考虑系统、水轮机内部水流稳定性 、调速器 性能和安装调试质量等因素影 响作用下 ，调压井稳 定断面小于托马断面是可行 的。华安水 电站扩建工 程调压井稳定断面优化研究和实施可 为后续类似工 程调压井稳定断面突破托马断面积累工程经验 。 参考文献 [ 1 ] 水 电 站调 压 室 设计 规 范( D I MT 5 0 5 8—1 9 9 6) [ s ] ．北京 ：中国电力出版社 ，1 9 9 7 ． [ 2 ] 华东水利学院 ．水工设计手册 ( 第七卷 )水 电 站建筑物[ M] ．北京 ：水利电力出版社 ，1 9 8 9 ． [ 3 ] 河海大学 ．华安水 电站扩建工程水力过渡过程 仿真计算报告 [ R] ．南京 ：2 0 0 5 ． 作者简介 ：胡 志英 ( 1 9 7 1一) ，女，福 建 福州 人 ，高级工程师 ，从事水利水电工程设计工作。 53